[发明专利]一种考虑电流倍率的锂离子电池储能系统及充放电方法

说明书

本发明公开了一种考虑电流倍率的锂离子电池储能系统及充放电方法，包括：若干锂离子电池包，与锂离子电池包数量相同的DC/DC模块；每一个电池包的正极分别通过开关连接至每一个DC/DC模块低压侧的正极端，每一个电池包的负极连接至每一个DC/DC模块低压侧的负极端；所有DC/DC模块高压侧的正极连接在一起，接入电压源型逆变器的直流侧；所有DC/DC模块高压侧的负极连接在一起，接入电压源型逆变器的直流侧；电压源型逆变器的交流侧接入电网。本发明大倍率电流充电、小倍率电流放电的锂离子电池充放电策略与现有的充放电策略相比，可以在不改变储能系统充放电功率的条件下，显著延长储能系统的整体使用寿命。

技术领域

本发明涉及考虑电流倍率的锂离子电池储能技术领域，尤其涉及一种考虑电流倍率的锂离子电池储能系统及充放电方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着锂离子电池在电池储能系统中的大规模应用，提高电池循环寿命成为储能产业界的共同发展方向。储能锂离子电池使用寿命的增加，可以带来储能系统在全生命周期度电成本的降低，进而带动整个储能行业产业链的快速发展，创造巨大的经济效益和社会效益。

在锂离子电池充放电过程中，由于活性材料的损失和各种电化学副反应的发生，电池容量的损失是不可避免的。研究人员正在努力开发新的电池材料和结构，以减少电池使用过程中的损失，延长电池寿命。然而，新电池在产业化应用前需要进行充分的测试和验证，这需要几年甚至十年的时间。因此，亟需开发一种能够延长电池寿命的方法，以满足当下考虑电流倍率的锂离子电池储能系统的需求。

通过电池老化实验，我们发现电池充放电过程中的充放电电流倍率对电池寿命有很大影响。因此，可以通过设置合理的充放电策略来减缓电池的老化速度。

到目前为止，锂离子电池充电过程中的内部反应机制和不同电流倍率引起的电化学副反应已经被深入研究和探索。同时，研究人员已经设计了各种充电策略，以确保在快速充电过程中减少电池容量损失。然而，很少有研究关注放电电流倍率对电池老化和寿命的影响。在实际应用中，电池储能系统对所有电池包进行均衡放电，这样不仅保证同一电池包内的单体电池保持相同的荷电状态，而且所有电池包也保持相同的荷电状态。然而，这种放电策略实际上不是最佳的放电策略，反而会加速电池的老化过程。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种考虑电流倍率的锂离子电池储能系统及充放电方法，通过大倍率电流放电，可以减缓锂离子电池衰减速度，显著延长储能系统的使用寿命。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种考虑电流倍率的锂离子电池储能系统，包括：

若干锂离子电池包，与锂离子电池包数量相同的DC/DC模块；

每一个电池包的正极分别通过开关连接至每一个DC/DC模块低压侧的正极端，每一个电池包的负极连接至每一个DC/DC模块低压侧的负极端；

所有DC/DC模块高压侧的正极连接在一起，接入电压源型逆变器的直流侧；

所有DC/DC模块高压侧的负极连接在一起，接入电压源型逆变器的直流侧；

电压源型逆变器的交流侧接入电网。

电池包i放电时，电池包i的正极与每一个DC/DC模块低压侧正极端连接的开关均闭合，其他开关断开，此时所有DC/DC模块低压侧并联，电池包i通过并联的DC/DC模块进行放电；i＝1,…,N；N为电池包的数量。

储能系统充电时，电池包i的正极与相对应的第i个DC/DC模块低压侧正极端连接的开关闭合，其他开关断开，此时每个电池包与相对应的DC/DC模块连接进行充电，所有电池包同时进行充电；i＝1,…,N；N为电池包的数量。